Accettare una possibilità allettante nonostante il rischio oppure rinunciare per evitare conseguenze negative? Mentre crediamo di stare semplicemente “decidendo”, nel cervello è in corso una rapidissima competizione tra segnali opposti. Uno studio pubblicato su Nature Neuroscience ha osservato questo processo direttamente nel cervello umano, mostrando che l’attività neurale diventa significativamente associata alla decisione finale circa mezzo secondo prima che la scelta venga espressa. La scoperta offre una delle immagini temporalmente più precise di ciò che accade quando valutiamo contemporaneamente una ricompensa e un possibile pericolo.
Gli elettrodi erano posizionati direttamente nel cervello
La ricerca ha coinvolto sei pazienti con epilessia che avevano già elettrodi intracranici impiantati per ragioni cliniche. Questa rara opportunità ha consentito agli scienziati di registrare l’attività della corteccia orbitofrontale con una precisione temporale molto superiore a quella ottenibile con tecniche come la risonanza magnetica funzionale. La corteccia orbitofrontale, situata nella parte anteriore del cervello, è da tempo associata alla valutazione di ricompense, conseguenze e alternative. Gli autori hanno potuto seguirne l’attività quasi istante per istante mentre i partecipanti prendevano decisioni.
Il gioco metteva ricompensa e rischio uno contro l’altro
Durante l’esperimento, i partecipanti affrontavano un compito computerizzato nel quale dovevano decidere se avvicinarsi o evitare diverse offerte. Nel gioco comparivano tesori, che rappresentavano la ricompensa, e bombe, che introducevano una possibile punizione. Alcune situazioni rendevano la scelta relativamente semplice; altre creavano un forte conflitto perché un premio interessante era accompagnato da un rischio elevato. Questo permetteva agli scienziati di osservare come il cervello gestisse il classico dilemma tra cercare qualcosa di desiderabile e proteggersi dalle sue possibili conseguenze.
Due regioni vicine sembravano spingere in direzioni opposte
Le registrazioni hanno rivelato una sorprendente divisione del lavoro. Prima delle decisioni di avvicinamento aumentava l’attività ad alta frequenza nella corteccia orbitofrontale mediale, mentre diminuiva in quella laterale. Gli studiosi hanno quindi identificato stati neurali distinti, maggiormente compatibili con l’avvicinamento oppure con l’evitamento. Non si trattava però di un semplice interruttore che passava una volta per tutte da “rischia” a “non rischiare”. Il cervello continuava invece a transitare rapidamente tra i due stati mentre la persona valutava cosa fare.
Circa mezzo secondo prima emergeva la scelta finale
È qui che arriva il risultato più affascinante. Nei 500 millisecondi precedenti una decisione di avvicinamento, la probabilità di trovarsi nello stato neurale associato all’approccio diventava significativamente superiore. Prima delle decisioni di evitamento, uno schema analogo emergeva circa 450 millisecondi prima della risposta a favore dello stato di evitamento. Osservando l’attività orbitofrontale, dunque, diventava possibile ottenere informazioni sulla decisione che sarebbe stata espressa poco dopo. Più che una decisione improvvisa, i dati mostrano un equilibrio neurale che progressivamente si sbilancia verso una delle alternative.
Quando la scelta era difficile, il cervello cambiava idea più spesso
Un altro risultato aiuta a capire cosa intendiamo quando diciamo di essere “combattuti”. All’aumentare del conflitto decisionale, aumentavano sia il numero degli stati neurali attraversati durante una prova sia la frequenza delle transizioni. In sostanza, quando ricompensa e rischio erano difficili da confrontare, il cervello sembrava oscillare più frequentemente tra “vai” e “fermati”. Questo risultato suggerisce che l’indecisione possa avere una firma fisiologica concreta: non necessariamente un sistema che impiega semplicemente più tempo per raggiungere una risposta, ma una competizione dinamica che continua fino a poco prima dell’azione.
Non significa che il libero arbitrio sia stato smentito
Dire che l’attività cerebrale “prevede” la decisione può facilmente generare un equivoco. Lo studio non dimostra che la scelta sia già irrevocabilmente stabilita mezzo secondo prima, né che osservando un cervello sia possibile sapere con certezza cosa farà una persona nella vita quotidiana. I segnali continuavano infatti a passare tra stati opposti e il campione comprendeva soltanto sei persone sottoposte a monitoraggio per epilessia. Inoltre il compito sperimentale semplificava drasticamente decisioni reali, nelle quali intervengono memoria, emozioni, esperienza, pressione sociale e conseguenze molto più complesse.
Una finestra sui meccanismi nascosti delle nostre decisioni
La scoperta potrebbe avere implicazioni soprattutto per lo studio dei disturbi nei quali rischio, ricompensa ed evitamento assumono caratteristiche problematiche, come dipendenze, disturbo ossessivo-compulsivo e depressione. Gli autori sottolineano che comprendere questi circuiti potrebbe contribuire in futuro allo sviluppo di interventi più mirati, anche se siamo ancora nel campo della ricerca fondamentale. Studi precedenti avevano già mostrato che specifici segnali cerebrali possono anticipare decisioni sotto incertezza. La novità è poter osservare con grande precisione la competizione tra due stati neurali opposti. Mezzo secondo prima che un dito prema un pulsante, il cervello non sembra aver necessariamente terminato di decidere: sembra essere ancora nel pieno della battaglia.
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